编译器对齐机制——由一道求C++类大小的题说开

有如下代码段，问32位下sizeof(a)是多少

class A
{
int i;
union U
{
char buff[13];
int i;
}u;
void foo(){}
typedef char* (*f)(void*);
enum{red,green,blue}color;

}a;

结果是24，原因，int i占4字节，union U u占16字节，枚举值color占4字节。

难点集中在union的大小，取最大应该是13，而不是16。

16是怎么来的，是对齐机制，巧就巧在这个对齐上，如果如题中所示，那么它的大小是16

union U
{
char buff[13];
int i;
}u;

如果没有那个int，又会是多少？

union U
{
char buff[13];
}u;

其实这时候就是13了，可以看到这个对齐是遇到int才出现的。

但是，其实这个结果是可变的，上边的都是gcc/g++自动出的结果，其实是可以手动改的。用#pragma pack(1)改对齐为1，结果就

#pragma pack(1)
class A
{
int i;
union U
{
char buff[13];
int i;
}u;

void foo(){}
typedef char* (*f)(void*);
enum{red,green,blue}color;

}a;

这样一来，结果就不是24了，而是21。

结论就是，同一个联合体（结构体其实也一样）内，char本来是1对齐，碰到int就变成了4对齐，经测试（32位，g++/gcc），double也是4对齐，short是2对齐，反正都是要随那个宽的变。这个“碰到”在一个结构体或联合体内是不分先后的，先int还是后int，最后sizeof()结果都一样。

但是#pragma pack是分先后的，即时生效，什么时候设置，在那后边就全是设置的值。如下

class A
{
int i;
union U
{
char buff[13];
int i;
}u;
#pragma pack(1)
char buff[13];
void foo(){}
typedef char* (*f)(void*);
enum{red,green,blue}color;

}a;

sizeof(a)结果是37，后边这个buff[13]是1对齐，前边那个buff[13]依然是4对齐！！！

所以说，那个题不严谨，他只展现了一部分，而不是整个带main的程序，如果真的放在一个大工程下，如果事先有主动设置的对齐值，结果就不一样了（pack参数也可以是2或者4）。

最后，自定义完了别忘了#pragma pack()恢复默认值，以免影响后边的类定义。

PS:编译器的个性化的东西很多，不属于语言本身，比如，同样是空结构体和联合体，用g++看zieof()结果就是1，而gcc看就是0，有的编译器可能干脆不让你编译通过，以提醒你那是空的，不过空的也有空的用处，内存占位——stub（桩）